據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，近日，美國(guó)國(guó)家航空航天局的好奇號(hào)火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)火星大氣探索過(guò)程中取得了重大突破，揭開(kāi)火星如何失去原有大氣的謎團(tuán)。研究火星大氣究竟發(fā)生了何種全球性事件有助于幫助科學(xué)家評(píng)估這顆紅色星球曾經(jīng)是否適合人類居住。當(dāng)前火星大氣比地球大氣要稀薄近100倍。好奇號(hào)火星車當(dāng)前所處的位置在蓋爾撞擊坑附近的一處被稱為“石巢”（Rocknest）的地方，并對(duì)此處的火星大氣進(jìn)行了停車樣本分析。
根據(jù)火星車搭載的大氣探測(cè)裝置結(jié)果顯示，火星一部分的大氣損失源于一個(gè)特別的物理過(guò)程，其有助于保持住某些元素較重的同位素。該進(jìn)程在火星大氣演變過(guò)程中扮演著一個(gè)重要的作用。同位素是同一元素具有相同的質(zhì)子數(shù)，但中子數(shù)不同的核素。來(lái)自好奇號(hào)火星車進(jìn)行大氣樣品分析的質(zhì)譜儀、氣相色譜儀和激光分光計(jì)數(shù)據(jù)顯示，相較于當(dāng)前火星大氣同位素比例而言，在火星形成初期，大氣二氧化碳中較重的碳同位素增加了5%，同位素分布比率暗示了火星頂部大氣可能已經(jīng)丟失，進(jìn)入了外層的行星際空間中。
由于大氣上層物質(zhì)的丟失，使得較輕的同位素被耗盡。對(duì)地球上火星隕石中氬同位素的調(diào)查研究也顯示了火星大氣富集較重同位素的事件。圖中顯示了火星大氣中五種氣體的百分比情況，該數(shù)據(jù)來(lái)自好奇號(hào)火星車所搭載的大氣分析四極桿質(zhì)譜儀在2012年10月進(jìn)行的測(cè)量分析。科學(xué)家推測(cè)火星遙遠(yuǎn)過(guò)去的大氣環(huán)境與現(xiàn)在的狀況可能存在較大的不同，隨著美國(guó)國(guó)家航空航天局新一代火星大氣與揮發(fā)物演化探測(cè)器在2014年抵達(dá)火星展開(kāi)探索任務(wù)，將調(diào)查火星高層大氣可能的損失。
隨著對(duì)火星大氣的研究有了初步調(diào)查結(jié)果，好奇號(hào)火星車大氣樣品分析儀等敏感儀器也對(duì)火星上痕量的甲烷氣體進(jìn)行探測(cè)，初步結(jié)果顯示，火星大氣中幾乎不存在甲烷。甲烷是一種由生命活動(dòng)產(chǎn)生的簡(jiǎn)單前體化學(xué)物質(zhì)，在地球上該物質(zhì)可以由生物和非生物過(guò)程產(chǎn)生。從地球上或者火星軌道上很難對(duì)火星大氣中的甲烷成分進(jìn)行直接探測(cè)，因?yàn)槿绻淄榇_實(shí)存在于火星大氣中的話，這種氣體只有通過(guò)痕跡跟蹤才能發(fā)現(xiàn)。
比如在好奇號(hào)火星大氣探測(cè)裝置中的可調(diào)激光器光譜儀，首次在火星大氣中尋找甲烷分子，最初設(shè)定的甲烷分子上限值為數(shù)十億分之一數(shù)量級(jí)。位于加州帕薩迪納的美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家克里斯·韋伯斯特（Chris Webster）對(duì)此評(píng)論為：顯然在蓋爾撞擊坑不存在豐富的甲烷氣體分子，現(xiàn)在所處任務(wù)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)發(fā)現(xiàn)使我們感到興奮，雖然我們了解火星大氣中甲烷等氣體的最低上限值，但大氣系統(tǒng)的多樣性使得未來(lái)可能帶給我們其他驚喜。
如果火星大氣中存在甲烷分子，那么它們的來(lái)源以及如何消失都將是需要解決的問(wèn)題。科學(xué)家認(rèn)為火星上的甲烷非生物來(lái)源包括彗星、受到宇宙紫外輻射的星際塵埃粒子、水和巖石的相互作用等，而生物來(lái)源則為潛在的微生物。如果微生物曾經(jīng)生活在火星上，那么甲烷很可能來(lái)自于這些潛在的生物源，而火星大氣的甲烷消失之謎可能由于大氣中的光化學(xué)作用。
根據(jù)位于格林貝爾的美國(guó)宇航局戈達(dá)德空間飛行中心好奇號(hào)火星車綜合大氣分析儀的首席調(diào)查員保羅·馬哈菲（Paul Mahaffy）介紹：“隨著我們對(duì)火星大氣進(jìn)行的首次氣體痕量調(diào)查，我們已經(jīng)看到諸如火星大氣分析儀強(qiáng)大而復(fù)雜的化學(xué)分析能力。同時(shí)對(duì)火星大氣和固體樣本的分析對(duì)理解火星是否存在可居住性的研究是至關(guān)重要的。”(新華網(wǎng))